汽车在长时间高速行驶过程中,轮毂不断承受着来自道路障碍物冲击、路面凹凸不平以及汽车制动、转弯等不同工况引起的交变应力。复杂多变的应力载荷引起逐渐累积的疲劳损伤,最终导致轮毂发生疲劳失效,影响汽车的行驶安全性。本文基于试车场采集的道路载荷开展了轿车轮毂疲劳寿命研究,涵盖了轮毂疲劳强度预估、载荷分布模型建立、载荷谱编制和疲劳寿命预估等四个方面。主要研究内容如下:(1)基于轮毂材料样件的疲劳试验数据,采用确切概率法对小样本粗糙度数据进行非参数假设检验,确定其分布类型,并采用改进Bootstrap方法估计粗糙度系数的分布参数和置信区间。考虑到影响轮毂疲劳强度的加工表面、尺寸、工作载荷及温度等因素存在的不确定性,基于区间分析理论确定这些影响因素的修正系数,从而获得轮毂的疲劳极限和疲劳强度的分布参数,并形成轮毂的S-N曲线簇,为后续的疲劳寿命预估奠定基础。(2)针对六分力测量仪采集的试车场道路载荷,完成异常值筛选剔除、信号去噪和低幅载荷滤除等预处理。根据载荷传递系数确定汽车轮毂载荷时间序列,并在时域下采用超阈值外推轮毂的工作载荷。应用雨流计数法提取载荷循环,采用混合分布分析载荷循环的分布特性,从而确定均值和幅值的二维联合分布。(3)为了充分考虑到载荷均值和幅值对疲劳损伤的影响,分别采用等间隔和非等间隔法对雨流计数产生的载荷均值和幅值进行等级划分,并基于均幅值的二维联合分布模型统计每一载荷等级的频次,从而构建轮毂的一维和二维程序载荷谱。(4)对于非对称循环加载,采用Goodman疲劳经验公式将二维载荷谱中的每一级载荷均幅值转换成与S-N曲线对应的等寿命载荷。基于修正的线性疲劳累积损伤理论,根据轮毂的S-N曲线簇中的上限和下限曲线及一维、二维程序载荷谱,分别预估轮毂的区间寿命里程。本文的研究成果为承受复杂多变的随机载荷的汽车零部件疲劳寿命预估和疲劳耐久性台架试验奠定了基础。同时本文的研究方法也适用于其他承载件或高速运动零件及总成的疲劳寿命预估。